EP3324469A1 - Ableitungsgitter für eine elektrochemische spannungsquelle - Google Patents

Ableitungsgitter für eine elektrochemische spannungsquelle Download PDF

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EP3324469A1
EP3324469A1 EP16199561.8A EP16199561A EP3324469A1 EP 3324469 A1 EP3324469 A1 EP 3324469A1 EP 16199561 A EP16199561 A EP 16199561A EP 3324469 A1 EP3324469 A1 EP 3324469A1
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EP
European Patent Office
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grating
grid
discharge
cathode
edge region
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP16199561.8A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Annett Kaiser
Thomas Rodig
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Litronik Batterietechnologie GmbH
Original Assignee
Litronik Batterietechnologie GmbH
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Publication date
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/70—Carriers or collectors characterised by shape or form
    • H01M4/72—Grids
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    • H01M4/70—Carriers or collectors characterised by shape or form
    • H01M4/72—Grids
    • H01M4/74—Meshes or woven material; Expanded metal
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
    • A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
    • A61N1/36—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
    • A61N1/372—Arrangements in connection with the implantation of stimulators
    • A61N1/378—Electrical supply
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a discharge grid for a cathode of an electrochemical voltage source according to claim 1.
  • Such leakage grids serve to support an active cathode material (eg, suitable Si or Mn compounds) applied to the dissipation grid.
  • active cathode material eg, suitable Si or Mn compounds
  • Such a detachment of the active cathode material is particularly in cathode materials with small particle sizes, such as. B. CFx or brownstone granules to observe.
  • the present invention has the object to provide a derivative grating, which is improved in view of the above problem.
  • a divergent grid for a cathode of an electrochemical voltage source wherein the divergent grid extends along an extension plane and has an outer peripheral edge region, and according to the invention protrude from the edge region a plurality of position lugs outwardly in the extension plane of the discharge grating.
  • the position lugs are adapted to abut in a pressing tool on a peripheral wall of the pressing tool, such that the Ab effetsgitter in the pressing tool can no longer move in any direction lying in the plane of extension relative to the pressing tool.
  • a defined positioning of the discharge grille in the pressing die (pressing tool) is advantageously made possible.
  • the discharge grating to have at least one position nose in the plane of extent on all four sides or on the corresponding mutually adjoining portions of the peripheral edge region.
  • the edge region has a wavy contour with alternately arranged mountains and valleys, wherein the mountains form the said position noses.
  • the grid edge has a wave shape, in other words, so that a multiplicity of edge sections are present, wherein cathode material of the upper and lower filler layers can connect to each other at each edge section.
  • the individual position lugs or their contour in the plan view of the plane of extension are each formed rectangular, diamond-shaped or rounded. Other contours are also conceivable.
  • the discharge grating to have a multiplicity of struts connected to the encircling edge region (preferably integrally or integrally), which form a grating structure with a plurality of grating cells.
  • the derivative grating thereby a variety having hexagonal lattice cells. These are in particular formed by integral (integrally) interconnected struts of the grid.
  • the derivative grating can also have grid cells (in particular at the edge region), which deviate from the hexagonal shape.
  • the discharge grid has a plurality of diamond-shaped grid cells, wherein in particular each diamond-shaped grid cell is formed by four integrally connected struts, wherein in particular projecting from each of these struts two projections in opposite directions in the plane of extension of the discharge grid.
  • the dissipation grating can have grid cells (in particular at the edge area) that deviate from the diamond shape.
  • the derivative grating has a contact lug projecting from the edge region in the plane of extent of the discharge lattice.
  • the contact lug is particularly intended to fix the cathode on the contact piece, which is the electrically conductive connection to the outside, and thus to contact the cathode electrically.
  • Another aspect of the present invention relates to a cathode for an electrochemical voltage source, wherein the cathode has a discharge grating according to the invention, wherein a cathode material is applied on both sides of the discharge grid.
  • the cathode material may in particular be one of the following materials: manganese dioxide MnO 2 , copper oxiphosphates CxP, carbon monofluoride CFx and / or mixtures thereof or additives such as graphite, carbon black and binder
  • the dissipation grating may be made of any of the following materials: stainless steel, titanium, copper, aluminum.
  • the dissipation grating is embedded in the cathode material such that the edge region of the derivation grating is at least in sections, in particular between each two adjacent position noses, completely surrounded in cross section by the cathode material (possibly with the exception of those portions of the edge region from which struts go inward).
  • the invention relates to an electrochemical voltage source having an inventive discharge grating or a cathode according to the invention.
  • the invention relates to a battery-powered device with an electrically operated functional unit and an electrochemical voltage source according to the invention for operating the functional unit.
  • a further aspect of the present invention relates to a method for producing a cathode according to the invention, wherein an inventive discharge grille is provided and inserted into a pressing tool, so that the position lugs abut a circumferential wall of the pressing tool and the discharge grid in its plane of extension with respect to the pressing tool is fixed (ie that Ab effetsgitter can no longer move in any lying in the plane of extension relative to the pressing tool), wherein by means of the pressing tool a preferably powdered cathode material is pressed on both sides of the discharge grid, in particular so that the peripheral edge region of the discharge grating at least Sectionally in cross-section completely surrounded by the cathode material (see also above).
  • the invention enables a circumferentially closed contour of the cathode, combined with an improvement in the mechanical properties with regard to the stability of the cathode in the edge region.
  • FIG. 1 shows a discharge grid 1 for a cathode of an electrochemical voltage source.
  • an active cathode material for. B. MnO 2
  • the cathode (in particular congruent) separator layers are arranged on both sides, to which in turn one (in particular congruent) anode (eg Li anode) is arranged.
  • This electrode stack is placed in a housing and the housing is filled with a suitable electrolyte (eg an electrolyte system for MnO 2 ) and then hermetically sealed.
  • a suitable electrolyte eg an electrolyte system for MnO 2
  • a contact lug 3 of the cathode and a contact lug for the anodes are led out of the housing, so that the electrodes can be contacted from the outside.
  • the derivative grating extends according to FIG. 1 flat in an extension plane and in this case has an outer circumferential edge region 2.
  • a plurality of struts 200 which are connected in one piece with the edge region, extend inwardly in the plane of extent.
  • the struts 200 of the derivation grid form a grid structure with a plurality of grid cells, wherein the in the FIG. 1 shown drain grid 1 has a plurality of interconnected diamond-shaped grid cells 201, wherein each diamond-shaped grid cell 201 is preferably formed by four interconnected and diamond-shaped struts 200, in particular of each of these struts 200 centrally two projections 202 in opposite directions in the plane of extension of Ab effetsgitters 1 stand.
  • the derivative grating 1 has a contact lug 3 projecting from the edge region 2 in the plane of extent of the discharge lattice 1, which contact strip 3 extends in particular parallel to a first edge section 2 a of the discharge lattice 1.
  • a plurality of position projections 20 extend from the edge region 2 of the derivation grating outwards in the plane of extent of the derivation grating 1, which are rectangular in shape here.
  • the position lugs 20 are used in particular for centering the dissipation grating 1 in a die M of the pressing tool and thereby ensure that the active cathode material is also arranged outside on the edge region 2, so that the edge region is completely enveloped at least in sections in the circumferential direction of the grating 1 with the cathode material , This requires in the edge region 2 a better adhesion of the cathode material.
  • the centering function is in the FIG. 4 showing a view from above into the die or the pressing tool M.
  • the position lugs fix the grid 1 in the pressing tool by abutting against the encircling wall W of the pressing tool M from the inside, so that the grid 1 can be embedded centered in the cathode material K.
  • the position lugs 20 are preferably arranged on all four sides or edge sections 2a 2b, 2c, 2d and project there from the edge region to the outside in each case in the plane of extent of the discharge lattice.
  • FIG. 2 shows a modification of the in FIG. 1 shown derivative grating 1, wherein here in contrast to FIG. 1 the individual grid cells 201 are preferably hexagonal.
  • the shows Fig. 3 a modification of the in the FIG. 2 shown derivative grating 1, wherein here in contrast to FIG. 2 the edge region 2 of the derivation grating 1 has a wave-shaped contour with alternately arranged mountains 20 and valleys 21, wherein the mountains 20 form the said position projections 20 for centering the derivation grid 1 in the pressing tool.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Ableitungsgitter (1) für eine Kathode einer elektrochemischen Spannungsquelle, wobei das Ableitungsgitter (1) sich entlang einer Erstreckungsebene erstreckt und einen äußeren umlaufenden Randbereich (2) aufweist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass von dem Randbereich (2) eine Mehrzahl an Positionsnasen (20) nach außen hin in der Erstreckungsebene des Ableitungsgitters (1) abstehen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ableitungsgitter für eine Kathode einer elektrochemischen Spannungsquelle gemäß Anspruch 1.
  • Derartige Ableitungsgitter dienen zum Tragen eines aktiven Kathodenmaterials (z. B. geeignete Si- oder Mn-Verbindungen), das auf das Ableitungsgitter aufgebracht wird.
  • Aus dem Stand der Technik sind derartige Ableitungsgitter bekannt. So beschreibt z. B. die EP 2 056 381 B1 ein derartiges Ableitungsgitter, das Vorsprünge normal zur Gitterebene aufweist, die ein Anhaften des aktiven Kathodenmaterials verbessern sollen.
  • Weiterhin ist aus der US 2005/0064291 A1 ein Ableitungsgitter bekannt, das ebenfalls derartige Vorsprünge aufweist, mit dem Ziel einer Erhöhung der Energiedichte.
  • Grundsätzlich besteht bei den bisher verwendeten Ableitungsgittern die Problematik, dass es im Randbereich der Kathoden zu Abhebungen bzw. Abplatzungen von Kathodenmaterial sowie zu Rissen im Kathodenmaterial kommen kann, was auf eine unzureichende Haftung des Kathodenmaterials am Ableitungsgitter oder auf eine zu geringe Einbettung bzw. Umhüllung des Gitters mit Kathodenmaterial zurückgeführt werden kann.
  • Ein derartiges Ablösen des aktiven Kathodenmaterials ist insbesondere bei Kathodenmaterialien mit kleinen Partikelgrößen, wie z. B. CFx oder Braunsteingranulat zu beobachten.
  • Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Ableitungsgitter zu schaffen, das im Hinblick auf die oben genannte Problematik verbessert ist.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Ableitungsgitter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen dieses Erfindungsaspekts sind in den Unteransprüchen angegeben und werden nachfolgend beschrieben.
  • Weitere Aspekte der Erfindung betreffen eine Kathode, ein Verfahren zur Herstellung einer Kathode, eine elektrochemische Spannungsquelle (hier auch als Batterie bezeichnet) sowie ein batteriebetriebenes Gerät.
  • Gemäß Anspruch 1 wird ein Ableitungsgitter für eine Kathode einer elektrochemischen Spannungsquelle offenbart, wobei das Ableitungsgitter sich entlang einer Erstreckungsebene erstreckt und einen äußeren umlaufenden Randbereich aufweist, und wobei erfindungsgemäß von dem Randbereich eine Mehrzahl an Positionsnasen nach außen hin in der Erstreckungsebene des Ableitungsgitters abstehen.
  • Durch die solchermaßen zurückgesetzte Außenkontur des Ableitungsgitters (zwischen den Positionsnasen) ist es nun möglich, dass sich das Kathodenmaterial beim Verpressen beiderseits des umlaufenden Randbereiches miteinander verbinden kann und somit den Randbereich im Querschnitt umgibt (zumindest abseits der Positionsnasen). Das Ableitungsgitter wird somit nunmehr von dem Kathodenmaterial fast vollständig umhüllt und in dieses eingebettet.
  • Hierdurch werden mit Vorteil Risse am umlaufenden Rand der Kathode sowie ein Abplatzen des Kathodenmaterials vom Ableitungsgitter verhindert und im Ergebnis eine umlaufend stabile und geschlossene Kathode hergestellt.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ableitungsgitters ist vorgesehen, dass die Positionsnasen dazu ausgebildet sind, in einem Presswerkzeug an einer umlaufenden Wandung des Presswerkzeugs anzuliegen, derart, dass sich das Ableitungsgitter im Presswerkzeug nicht mehr in einer beliebigen, in der Erstreckungsebene liegenden Richtung gegenüber dem Presswerkzeug bewegen kann. Somit wird in vorteilhafterweise eine definierte Positionierung des Ableitungsgitters in der Pressmatrize (Presswerkzeug) ermöglicht.
  • Weiterhin ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ableitungsgitters vorgesehen, dass das Ableitungsgitter in der Erstreckungsebene an allen vier Seiten bzw. an den entsprechenden aneinander angrenzenden Abschnitten des umlaufenden Randbereiches jeweils zumindest eine Positionsnase aufweist.
  • Weiterhin ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ableitungsgitters vorgesehen, dass der Randbereich eine wellenförmige Kontur mit alternierend angeordneten Bergen und Tälern aufweist, wobei die Berge die besagten Positionsnasen bilden.
  • In dieser Ausführungsform weist der Gitterrand also insbesondere mit anderen Worten eine Wellenform auf, so dass eine Vielzahl an Randabschnitten vorhanden ist, wobei sich an jedem Randabschnitt Kathodenmaterial der oberen und unteren Füllschicht miteinander verbinden kann.
  • Weiterhin ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ableitungsgitters vorgesehen, dass die einzelnen Positionsnasen bzw. deren Kontur in der Draufsicht auf die Erstreckungsebene jeweils rechteckförmig, rautenförmig oder abgerundet ausgebildet sind. Andere Konturen sind ebenfalls denkbar.
  • Weiterhin ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ableitungsgitters vorgesehen, dass das Ableitungsgitter eine Vielzahl an mit dem umlaufenden Randbereich (vorzugsweise einstückig bzw. integral) verbundenen Streben aufweist, die eine Gitterstruktur mit einer Vielzahl an Gitterzellen ausbilden.
  • Weiterhin ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ableitungsgitters vorgesehen, dass das Ableitungsgitter dabei eine Vielzahl an hexagonalen Gitterzellen aufweist. Diese werden insbesondere durch integral (einstückig) miteinander verbundene Streben des Gitters gebildet. Hierbei kann das Ableitungsgitter auch Gitterzellen aufweisen (insbesondere am Randbereich), die von der hexagonalen Form abweichen.
  • Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Ableitungsgitter eine Vielzahl an rautenförmigen Gitterzellen aufweist, wobei insbesondere jede rautenförmige Gitterzelle durch vier einstückig miteinander verbundene Streben gebildet ist, wobei insbesondere von jeder dieser Streben zwei Vorsprünge in entgegengesetzten Richtungen in der Erstreckungsebene des Ableitungsgitters abstehen. Auch in dieser Ausführungsform kann das Ableitungsgitter Gitterzellen aufweisen (insbesondere am Randbereich), die von der Rautenform abweichen.
  • Weiterhin ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass das Ableitungsgitter eine vom Randbereich in der Erstreckungsebene des Ableitungsgitters abstehende Kontaktfahne aufweist. Die Kontaktfahne ist insbesondere dazu vorgesehen, die Kathode am Kontaktstück, welches die elektrisch leitende Verbindung nach außen darstellt, zu fixieren und so die Kathode elektrisch zu kontaktieren.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Kathode für eine elektrochemische Spannungsquelle, wobei die Kathode ein erfindungsgemäßes Ableitungsgitter aufweist, wobei auf das Ableitungsgitter beidseitig ein Kathodenmaterial aufgebracht ist.
  • Bei dem Kathodenmaterial kann es sich insbesondere um eines der folgenden Materialien handeln: Mangandioxid MnO2, Kupferoxiphosphate CxP, Kohlenstoffmonofluorid CFx und/oder deren Mischungen bzw. Zusatzstoffe wie Graphit, Ruß und Bindemittel
  • Weiterhin kann das Ableitungsgitter aus einem der folgenden Materialien bestehen: Edelstahl, Titan, Kupfer, Aluminium.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kathode ist vorgesehen, dass das Ableitungsgitter derart in das Kathodenmaterial eingebettet ist, dass der Randbereich des Ableitungsgitters zumindest abschnittweise, insbesondere zwischen je zwei benachbarten Positionsnasen, im Querschnitt vollständig von dem Kathodenmaterial umgeben ist (ggf. mit Ausnehme derjenigen Abschnitte des Randbereiches von denen Streben nach innen hin abgehen).
  • Weiterhin betrifft die Erfindung eine elektrochemische Spannungsquelle, die ein erfindungsgemäßes Ableitungsgitter oder eine erfindungsgemäße Kathode aufweist.
  • Weiterhin betrifft die Erfindung ein batteriebetriebenes Gerät mit einer elektrisch betriebenen Funktionseinheit und einer erfindungsgemäßen elektrochemischen Spannungsquelle zum Betreiben der Funktionseinheit.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist das batteriebetriebene Gerät vorzugsweise dazu eingerichtet und vorgesehen, in einen menschlichen oder tierischen Körper implantiert zu werden.
    Bevorzugt ist das batteriebetriebene Gerät eines der folgenden Geräte:
    • ein Herzschrittmacher,
    • ein Defibrillator,
    • ein Neurostimulator, oder
    • eine Medikamentenpumpe (z. B. für Insulin).
  • Schließlich betrifft ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer insbesondere erfindungsgemäßen Kathode, wobei ein erfindungsgemäßes Ableitungsgitter bereitgestellt wird und in ein Presswerkzeug eingelegt wird, so dass die Positionsnasen an einer umlaufenden Wandung des Presswerkzeugs anliegen und das Ableitungsgitter in seiner Erstreckungsebene bezüglich des Presswerkzeugs fixiert ist (d. h., dass Ableitungsgitter kann sich nicht mehr in einer beliebigen in der Erstreckungsebene liegenden Richtung gegenüber dem Presswerkzeug bewegen), wobei mittels des Presswerkzeugs ein vorzugsweise pulverförmiges Kathodenmaterial beidseitig auf das Ableitungsgitter aufgepresst wird, insbesondere so, dass der umlaufende Randbereich des Ableitungsgitters zumindest abschnittsweise im Querschnitt vollständig von dem Kathodenmaterial umgeben ist (siehe auch oben).
  • Die Erfindung ermöglicht zusammenfassend eine umlaufend geschlossene Kontur der Kathode, verbunden mit einer Verbesserung der mechanischen Eigenschaften hinsichtlich der Stabilität der Kathode im Randbereich.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sollen nachfolgend anhand von Figurenbeschreibungen von Ausführungsformen der Erfindung beschrieben werden. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Ableitungsgitter;
    Fig. 2
    eine Draufsicht auf ein weiteres erfindungsgemäßes Ableitungsgitter;
    Fig. 3
    eine Draufsicht auf ein weiteres erfindungsgemäßes Ableitungsgitter; und
    Fig. 4
    eine Draufsicht auf ein in einem Presswerkzeug angeordnetes Ableitungsgitter gemäß Figur 1.
  • Figur 1 zeigt ein Ableitungsgitter 1 für eine Kathode einer elektrochemischen Spannungsquelle. Zur Herstellung der eigentlichen Kathode wird ein aktives Kathodenmaterial, z. B. MnO2, mit dem Ableitungsgitter 1 in einem Presswerkzeug insbesondere kalt verpresst, so dass das Ableitungsgitter 1 in das Kathodenmaterial eingebettet wird. Zur Herstellung einer elektrochemischen Spannungsquelle werden beidseitig der Kathode (insbesondere kongruente) Separatorenlagen (z. B. aus PE/PP) angeordnet, auf die wiederum je eine (insbesondere kongruente) Anode (z. B. Li-Anode) angeordnet wird. Dieser Elektrodenstapel wird in einem Gehäuse angeordnet und das Gehäuse mit einem geeignete Elektrolyten (z. B. ein Elektrolytsystem für MnO2) gefüllt und sodann hermetisch verschlossen. Eine Kontaktfahne 3 der Kathode sowie eine Kontaktfahne für die Anoden werden aus dem Gehäuse herausgeführt, so dass die Elektroden von außen kontaktierbar sind.
  • Im Einzelnen erstreckt sich das Ableitungsgitter gemäß Figur 1 flach in einer Erstreckungsebene und weist dabei einen äußeren umlaufenden Randbereich 2 auf. Von dem Randbereich gehen nach innen hin in der Erstreckungsebene eine Vielzahl an Streben 200 ab, die einstückig mit dem Randbereich verbunden sind. Die Streben 200 des Ableitungsgitters bilden eine Gitterstruktur mit einer Mehrzahl an Gitterzellen aus, wobei das in der Figur 1 gezeigte Ableitungsgitter 1 eine Mehrzahl an miteinander verbundenen rautenförmigen Gitterzellen 201 aufweist, wobei bevorzugt jede rautenförmige Gitterzelle 201 durch vier miteinander verbundene sowie rautenförmig zueinander angeordnete Streben 200 gebildet ist, wobei insbesondere von jeder dieser Streben 200 mittig zwei Vorsprünge 202 in entgegengesetzten Richtungen in der Erstreckungsebene des Ableitungsgitters 1 abstehen.
  • Weiterhin weist das Ableitungsgitter 1 eine vom Randbereich 2 in der Erstreckungsebene des Ableitungsgitters 1 abstehende Kontaktfahne 3 auf, die insbesondere parallel zu einem ersten Randabschnitt 2a des Ableitungsgitters 1 erstreckt ist.
  • Erfindungsgemäß gehen vom Randbereich 2 des Ableitungsgitters eine Mehrzahl an Positionsnasen 20 nach außen hin in der Erstreckungsebene des Ableitungsgitters 1 ab, die hier rechteckförmig ausgebildet sind.
  • Die Positionsnasen 20 dienen insbesondere zum Zentrieren des Ableitungsgitters 1 in einer Matrize M des Presswerkzeugs und bewirken dabei, dass das aktive Kathodenmaterial auch außen am Randbereich 2 angeordnet wird, so dass der Randbereich zumindest abschnittsweise in umfänglicher Richtung des Gitters 1 vollständig mit dem Kathodenmaterial umhüllt ist. Dies bedingt im Randbereich 2 eine bessere Anhaftung des Kathodenmaterials.
  • Die Zentrierungsfunktion ist in der Figur 4 gezeigt, die eine Ansicht von oben in die Matrize bzw. das Presswerkzeug M zeigt. Die Positionsnasen fixieren das Gitter 1 in dem Presswerkzeug, indem sie von innen an der umlaufenden Wandung W des Presswerkzeuges M anliegen, so dass das Gitter 1 zentriert in das Kathodenmaterial K eingebettet werden kann.
  • Bevorzugt sind die Positionsnasen 20 an allen vier Seiten bzw. Randabschnitten 2a 2b, 2c, 2d angeordnet und stehen dort jeweils in der Erstreckungsebene des Ableitungsgitters vom Randbereich nach außen hin ab.
  • Figur 2 zeigt eine Abwandlung des in der Figur 1 gezeigten Ableitungsgitters 1, wobei hier im Unterschied zur Figur 1 die einzelnen Gitterzellen 201 bevorzugt hexagonal ausgebildet sind.
  • Schließlich zeigt die Fig. 3 eine Abwandlung des in der Figur 2 gezeigten Ableitungsgitters 1, wobei hier im Unterschied zur Figur 2 der Randbereich 2 des Ableitungsgitters 1 eine wellenförmige Kontur mit alternierend angeordneten Bergen 20 und Tälern 21 aufweist, wobei die Berge 20 die besagten Positionsnasen 20 zum Zentrieren des Ableitungsgitters 1 im Presswerkzeug bilden.

Claims (15)

  1. Ableitungsgitter (1) für eine Kathode einer elektrochemischen Spannungsquelle, wobei das Ableitungsgitter (1) sich entlang einer Erstreckungsebene erstreckt und einen äußeren umlaufenden Randbereich (2) aufweist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass von dem Randbereich (2) eine Mehrzahl an Positionsnasen (20) nach außen hin in der Erstreckungsebene des Ableitungsgitters (1) abstehen.
  2. Ableitungsgitter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsnasen (20) dazu ausgebildet sind, in einem Presswerkzeug an einer umlaufenden Wandung des Presswerkzeugs anzuliegen, derart, dass sich das Ableitungsgitter (1) im Presswerkzeug nicht mehr in einer beliebigen, in der Erstreckungsebene liegenden Richtung gegenüber dem Presswerkzeug bewegen kann.
  3. Ableitungsgitter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ableitungsgitter (1) in der Erstreckungsebene vier Seiten (2a, 2b, 2c, 2d) aufweist, wobei an jeder Seite zumindest eine Positionsnase (20) vorgesehen ist.
  4. Ableitungsgitter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Randbereich (2) eine wellenförmige Kontur mit alternierend angeordneten Bergen (20) und Tälern (21) aufweist, wobei die Berge (20) die besagten Positionsnasen (20) bilden.
  5. Ableitungsgitter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsnasen (20) rechteckförmig, rautenförmig oder abgerundet ausgebildet sind.
  6. Ableitungsgitter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ableitungsgitter (1) eine Vielzahl an mit dem umlaufenden Randbereich (2) verbundenen Streben (200) aufweist, die eine Gitterstruktur mit einer Vielzahl an Gitterzellen (201) ausbilden.
  7. Ableitungsgitter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gitterzellen (201) hexagonal ausgebildet sind.
  8. Ableitungsgitter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gitterzellen (201) rautenförmig ausgebildet sind, wobei insbesondere jede rautenförmige Gitterzelle (201) durch vier miteinander verbundene Streben (200) gebildet ist, wobei insbesondere von jeder dieser Streben (200) zwei Vorsprünge (202) in entgegengesetzten Richtungen in der Erstreckungsebene des Ableitungsgitters (1) abstehen.
  9. Ableitungsgitter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ableitungsgitter (1) eine vom Randbereich (2) in der Erstreckungsebene des Ableitungsgitters (1) abstehende Kontaktfahne (3) aufweist.
  10. Kathode für eine elektrochemische Spannungsquelle, wobei die Kathode ein Ableitungsgitter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist, wobei auf das Ableitungsgitter (1) beidseitig ein Kathodenmaterial (K) aufgebracht ist.
  11. Kathode nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Ableitungsgitter (1) derart in das Kathodenmaterial eingebettet ist, dass der umlaufende Randbereich (2) des Ableitungsgitters (1) zumindest abschnittsweise im Querschnitt vollständig von dem Kathodenmaterial umgeben ist.
  12. Elektrochemische Spannungsquelle mit einem Ableitungsgitter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 oder mit einer Kathode nach einem der Ansprüche 10 oder 11.
  13. Batteriebetriebenes Gerät mit einer elektrisch betriebenen Funktionseinheit und einer elektrochemischen Spannungsquelle zum Betreiben der Funktionseinheit gemäß Anspruch 12.
  14. Batteriebetriebenes Gerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das batteriebetriebene Gerät in einen menschlichen oder tierischen Körper implantierbar ist, wobei insbesondere das batteriebetriebene Gerät eines der folgenden Geräte ist: ein Herzschrittmacher, ein Defibrillator, ein Neurostimulator, eine Medikamentenpumpe.
  15. Verfahren zum Herstellen einer Kathode, insbesondere nach einem der Ansprüche 10 oder 11, wobei ein Ableitungsgitter (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 bereitgestellt wird und in ein Presswerkzeug eingelegt wird, so dass die Positionsnasen (20) an einer umlaufenden Wandung (W) des Presswerkzeugs (M) anliegen und das Ableitungsgitter (1) in seiner Erstreckungsebene bezüglich des Presswerkzeugs fixiert ist, wobei mittels des Presswerkzeugs Kathodenmaterial (K) beidseitig auf das Ableitungsgitter (1) aufgepresst wird, insbesondere so, dass der Randbereich (2) des Ableitungsgitters (1) zumindest abschnittsweise im Querschnitt vollständig von dem Kathodenmaterial (K) umgeben ist.
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